快速且可操作的病原菌鉴定仍是假体关节感染（PJI）诊断中的重大未满足需求。现有方法要么快速提供宿主反应信息但缺乏病原特异性，要么需数天至数周才能鉴定病原。本文报道一种化学电阻纳米传感器阵列，结合机器学习，基于挥发性有机化合物（VOC）谱实现同日病原菌特异性检测。19 通道阵列先在体外对 ESKAPEE 病原菌验证，径向基函数支持向量...
本研究评估了电子鼻（E-nose）系统在黄肉桃（Prunus persica cv. ‘Carla’）中早期检测真菌腐烂的性能。将果实分为接种 Monilinia laxa 组与未接种对照组，利用气相色谱–质谱（GC–MS）鉴定并定量挥发性有机化合物（VOCs），并在接种后早期和中期腐烂两个阶段记录电子鼻传感器响应。结果显示，电子鼻...
挥发性有机化合物（VOCs）是反映病理生理过程的代谢副产物，已作为非侵入性生物标志物用于疾病鉴别。尽管VOCs在肿瘤研究中应用广泛，其在其他常见公共卫生疾病中的诊断潜力仍待探索。本研究为概念验证，将基于VOCs的检测应用于糖尿病肾病（DKD），以区分DKD与其他肾病综合征（NS）。作者利用金属氧化物半导体分析135名经肾活检确诊参与...
胃癌早期诊断对启动治疗、挽救生命至关重要。呼出气中挥发性有机化合物（VOCs）检测是一种无创、低成本的胃癌筛查策略。本研究旨在开发对胃癌相关VOCs（2-戊酮、丁酮、异戊二烯、甲基乙二醛、正癸醛、正戊醛和吡啶）具有高灵敏度和适当选择性的纳米生物传感器。作者采用含van der Waals校正的密度泛函理论，研究上述VOCs及干扰空气...
肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因。低剂量CT筛查可降低肺癌特异性死亡率，但筛查依从性低、假阳性率高、过度诊断和过度治疗等问题仍限制其临床转化。本文讨论临床医生在肺癌诊断与治疗决策中面临的困境，并强调一种新型尿液生物传感器平台在肺癌检测决策中的潜在价值。该平台利用经过训练的大鼠对尿液中肺癌相关挥发性有机化合物（VOCs）的高灵敏嗅觉识...
人体呼出气中的苯、环己烷、异戊二烯、环丙酮、丙醇和丁醛等挥发性有机化合物（VOCs）可作为肺癌生物标志物，低浓度检测有助于疾病早期诊断。本研究采用密度泛函理论（DFT）系统研究 Ti3C2Tx MXenes（Tx=O、F、S、OH）对上述六种 VOCs 的吸附与传感性能，并比较 O2、N2、CO2 和 H2O 等呼出气干扰分子。结果...
快速识别挥发性有机化合物（VOCs）对呼吸系统疾病快速诊断至关重要。通过检测与不同病理相关的特异性生物标志物，可区分结核、医院获得性肺炎、烟曲霉、流感及 SARS-CoV-2 感染。磷烯（phosphorene, BP）和二硫化钼（MoS2）是石墨烯类二维材料，可作为传感元件活性层；但目标分子在原始层上吸附较弱，因此通过引入替代杂质...
肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因，早期检测对改善预后至关重要。挥发性有机化合物（VOCs）可反映病理生理和机体代谢过程改变，已在多种癌症中被报道。本文报道一种尿液检测生物传感器平台（BSP），利用动物独特、熟练且准确的嗅觉能力识别肺癌特征 VOCs。该平台以训练并合格的 Long-Evans 大鼠作为生物传感器（BS），对肺癌尿液中...
肽类分子是生物传感器中极具潜力的识别元件。本研究以昆虫气味结合蛋白（odorant-binding proteins, OBPs）为模板，理性设计了一系列用于识别SARS-CoV-2相关挥发性有机化合物（VOCs）的短肽。研究选取乙醇、壬醛、苯甲醛、乙酸和丙酮作为新冠感染呼出气中的代表性VOC标志物，利用分子对接、结构预测和序列分析...
本文报道了一种低电流、多通道、手持式电子设备，该设备集成纳米结构化学电阻传感器阵列。电路设计的核心是采用低激励电流，使阵列在复杂环境中保持最佳性能与稳定性。该电子板可快速采集不同传感器的电阻值，测量范围覆盖数个数量级，最高可达数百兆欧。测试器件采用分子介导金纳米粒子组装形成的纳米结构传感膜构建化学电阻阵列。低电流、宽量程、自动锁定以...
随着全球新冠感染及并发症人数增加，亟需可靠技术筛查后新冠综合征（PCS）。由于哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等慢性肺病风险高，且 PCS 症状与这些疾病相似，许多新冠病例无症状而漏检，因此需要简便筛查方法。呼出气分析具有高度无创、易于在初级医疗中心开展即时检测的优势。电子鼻技术可靠性、操作便捷性和可负担性不断提高，可生成呼出气中...
本文采用基于密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）的第一性原理方法，研究本征及单空位缺陷砷化镓（GaAs）纳米带对肺癌呼气生物标志物挥发性有机化合物（VOCs）的传感性能。目标分析物为苯胺（aniline, C6H7N）、异戊二烯（isoprene, C5H8）和邻甲苯胺（o-toluidine, C7H9N）。计算表明...
受哺乳动物嗅觉系统启发，作者开发了一种仿生M13噬菌体纳米结构颜色传感器阵列及智能手机传感网络系统。以M13噬菌体为基本构建单元，通过表面活性剂辅助自模板组装形成柱状层状液晶束状纳米纤维结构色矩阵。噬菌体主要衣壳蛋白pVIII经遗传或化学工程化，展示谷氨酸、WHW肽或苯甲酸等交叉反应受体，暴露于不同目标化学物质后发生快速、可检测的颜...
迫切需要一种简单、可负担的肺结核诊断方法，以提高活动性结核分枝杆菌感染的检出率。近期研究提示动物行为可作为生物传感器，用于提示人类疾病的存在：非洲巨袋鼠可通过嗅闻痰标本检测结核，经训练的蜜蜂会对结核阳性患者呼出气中三种挥发性有机化合物（VOCs）产生口器伸展反应。然而，大鼠和蜜蜂都需要动物饲养设施和专业训练人员，超出多数检测机构的条...
嗅觉结合蛋白（OBP）是存在于嗅觉系统中的小分子可溶性蛋白，能够结合多种气味分子。多晶金刚石表面微悬臂梁具有优异的机械性能，是极具前景的化学换能器。本文研究了将猪 OBP 化学接枝到多晶金刚石表面的两种方法，用于生物传感器开发。第一种方法通过氨基己酸/己酸共价接枝及 EDC/NHS 偶联固定野生型 OBP，使蛋白在表面呈随机取向；第...
本文报道了一种用于气相检测气味分子的生物传感器阵列，其核心为涂覆气味结合蛋白（OBP）的表面声波（SAW）谐振器。研究首次比较了三种不同 OBP 作为 SAW 器件敏感层的传感性能。该阵列由三个 SAW 器件组成，分别采用滴涂法修饰牛源野生型 OBP（wtbOBP）、牛源 OBP 双突变体（dmbOBP）和猪源野生型 OBP（wtp...